Ученые стали на шаг ближе к сложной квантовой телепортации
Австрийские исследователи разработали новый метод запутывания фотонов, при помощи которого можно объединить сразу три фотона, повысить эффективность передачи данных в квантовой системе и тем самым приблизиться к эффективной квантовой телепортации.
Таким технологиям будущего, как квантовые компьютеры и квантовая криптография, необходимо экспериментальное освоение сложных квантовых систем. Ученые из Венского университета и Австрийской академии наук достигли новых высот в этом вопросе. Они попытались использовать более сложные квантовые системы, нежели двумерно запутанные кубиты, чтобы увеличить информационную емкость при помощи того же числа частиц. Разработанные методы и технологии в будущем могут помочь в телепортации сложных квантовых систем. Работа об этом опубликована в журнале Nature Photonics.
Подобно битам в традиционных компьютерах, кубиты — наименьшие единицы информации в квантовых системах. Большие компании вроде Google и IBM соперничают с исследовательскими институтами со всего мира, пытаясь создать все большее число запутанных кубитов и разработать функционирующий квантовый компьютер. Однако группа исследователей из Венского университета и Австрийской академии наук выбрала другой путь для увеличения емкости информации в сложных квантовых системах. Их идея проста: вместо того чтобы увеличивать количество используемых частиц, повышается сложность каждой системы.
«Особенность нашего эксперимента в том, что в нем впервые запутываются три фотона, а не два, как обычно», — объясняет Мануэль Эрхард, ведущий автор исследования.
Чтобы достичь этой цели, венские физики использовали квантовые системы более чем с двумя возможными состояниями: в этом случае речь идет об угловом моменте отдельных частиц света. Эти отдельные фотоны имеют более высокую информационную емкость, нежели кубиты. Но запутывание этих частиц света оказалось достаточно сложным на концептуальном уровне. Исследователи преодолели эту сложность при помощи новаторской идеи — компьютерного алгоритма, автономно ищущего пути для экспериментального осуществления.
С помощью компьютерного алгоритма, который исследователи назвали Melvin, они нашли экспериментальную установку для воспроизведения этого типа запутывания. Сначала было крайне сложно, но в целом работало. После некоторых упрощений физики все еще сталкивались с серьезными технологическими препятствиями. Команда смогла разрешить проблему при помощи уникальной лазерной технологии и специально разработанного мультипорта.
«Мультипорт — сердце нашего эксперимента; он объединяет три фотона так, чтобы они были запутаны в трех измерениях», — объясняет Эрхард.
Своеобразное свойство трехфотонного запутывания в трех измерениях позволяет экспериментально исследовать новые фундаментальные вопросы о поведении в квантовых системах. К тому же результаты работы могут оказать серьезное влияние на будущие технологии, например квантовую телепортацию.
«Думаю, методы и технологии, которые мы разработали, позволяют нам телепортировать большую часть общей квантовой информации одного фотона, что может быть важно для сетей квантовой коммуникации», — объясняет исследователь Антон Зейлингер.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии